干式除塵風(fēng)機在煤礦巷道中的應(yīng)用

高啟章，龐晴晴，簡俊常，王保齊

(1.兗礦東華重工有限公司， 山東 鄒城 273500；2.兗煤菏澤能化有限公司 趙樓煤礦， 山東 鄆城 274705)

0 引言

粉塵是礦井生產(chǎn)中主要的職業(yè)危害之一。隨著煤礦開采工作面機械化水平日益提高，井下粉塵濃度越來越大，煤塵爆炸事故也隨之增多，不僅嚴重威脅著礦工們的生命健康，還給國家和企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。目前，國內(nèi)在礦井粉塵治理方面主要采取煤層注水、噴霧降塵、濕法除塵器除塵和泡沫抑塵等方式[1]，如文丘里濕式除塵器[2]、中煤科工集團重慶研究院的KCS-250D型濕式除塵器[3]，這些方法耗水量大、除塵效率低、工藝復(fù)雜，易造成二次污染。礦用干式除塵風(fēng)機具有低耗能、零耗水、高效率、無污染等特點，但大多需依靠國外進口，產(chǎn)品價格高，售后服務(wù)維修困難。因此，根據(jù)具體環(huán)境條件研究適宜我國煤礦應(yīng)用的一種干式除塵設(shè)備，這才是我國防塵技術(shù)的主要方向[4]。

1 干式除塵系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

干式除塵風(fēng)機整套系統(tǒng)設(shè)計主要由高效濾筒除塵器、進風(fēng)裝置、抽出式軸流風(fēng)機、可伸縮風(fēng)筒、行走車或固定安裝架等設(shè)備組成,如圖1所示。在設(shè)計安裝除塵器時，將除塵器、抽出式軸流風(fēng)機安裝在行走車或固定于安裝架上，進風(fēng)口用負壓風(fēng)筒與除塵器本體直接連接，除塵器本體與風(fēng)機用風(fēng)筒連接，將進風(fēng)風(fēng)筒吊掛于迎頭附近。在煤礦巷道掘進工作面掘進時，可開啟除塵風(fēng)機進行除塵作業(yè)，若需要清灰時，可依據(jù)清灰指示表進行噴吹清灰及輸灰集灰工作。

1-風(fēng)筒；2-除塵器本體；3-風(fēng)筒；4-軸流抽出式風(fēng)機。

2 工作原理

由圖2所示,設(shè)備本體包括防爆箱體、集成過濾系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、輸灰卸灰系統(tǒng)。當(dāng)除塵風(fēng)機工作時，由軸流風(fēng)機抽吸，含塵氣體經(jīng)風(fēng)筒從進風(fēng)口進入除塵室內(nèi)，在氣流分布板的作用下，含塵氣體中的一部分粗大顆粒粉塵與之發(fā)生撞碰失去動能而下沉落到除塵器底部的輸灰裝置，其余的細粒粉塵進入濾塵室后，在布朗擴散和篩濾等組合效應(yīng)下，使粉塵吸附在濾筒的表面上，凈化后的氣體經(jīng)濾筒的上端口進入凈氣室內(nèi)，經(jīng)出風(fēng)口由風(fēng)機排出。濾筒的阻力隨表面粉塵厚度的增加而增大，當(dāng)阻力達到某一規(guī)定值時進行清灰。此時軸流風(fēng)機停機，脈沖清灰閥打開，儲氣罐內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)噴嘴倒流入濾筒內(nèi)部，以急短的時間使濾筒迅速膨脹，濾筒振動變形，從而使濾筒表面上的粉塵被吹落入除塵器本體的底部[5]，在除塵器本體底部設(shè)置有刮板輸送機構(gòu)，將粉塵運輸至卸灰口，在卸灰口處安裝集塵布袋以達到除塵、清灰、集灰的作用。

1-防爆箱體；2-集成過濾系統(tǒng)；3-噴吹系統(tǒng)；4-輸灰卸灰系統(tǒng)。

3 除塵吸風(fēng)與礦井供風(fēng)間關(guān)系

4 安裝方式

為適應(yīng)礦井安全、高效掘進，干式除塵系統(tǒng)提供3種安裝方式：吊掛式、跨騎皮帶式和承載段安裝式。

1) 吊掛方式主要是將除塵系統(tǒng)吊掛于單軌吊上，利用單軌吊車驅(qū)動系統(tǒng)前移。具體應(yīng)分別制作風(fēng)機、除塵器體掛架，使用吊掛輪連接于單軌吊軌道，并隨軌道架設(shè)，可使系統(tǒng)整體前移。

2) 跨騎帶式輸送機方式用于安裝兩種底座，一種用于除塵器體安裝，一種用于風(fēng)機安裝，即安裝于底座，跨騎到帶式輸送機兩側(cè)，在移動行走時使用圓環(huán)鏈連接前方掘進機，使用掘進機牽引前行。

3) 承載段安裝方式是制作安裝底座放置于承載段上面，將安裝底座與掘進機二運相連，其除塵系統(tǒng)隨掘進機二運在承載段上滑動前行，此方式需要加長承載段。

5 應(yīng)用效果

干式除塵系統(tǒng)于2019年1月在兗礦集團趙樓礦5304工作面正式進行工業(yè)性試驗。在該系統(tǒng)運轉(zhuǎn)期間，設(shè)備運行穩(wěn)定。在長壓短抽的通風(fēng)除塵系統(tǒng)中，可有限控制粉塵向巷道外擴散，提高了機掘工作面的收塵效率。系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定后測試掘進機司機處粉塵濃度結(jié)果如下：全塵濃度未開除塵系統(tǒng)時325 mg/m3，開啟后3.8 mg/m3，除塵效率98.8%；呼塵濃度未開除塵系統(tǒng)時96.7 mg/m3，開啟后2.1 mg/m3，除塵效率97.8%。

6 結(jié)論

干式除塵風(fēng)機是一種高效、節(jié)水、可靠的新型除塵工藝裝備，其采用的新材料不僅能有效過濾親水性粉塵，同時，還能有效過濾疏水性粉塵，綜合除塵效率高，對煤礦巷道掘進工作面的粉塵治理有明顯效果，為解決礦井粉塵、作業(yè)空間受限和濕法降塵浪費水資源及廢水二次污染等難題提供了新思路、新裝備。結(jié)合我國礦用除塵設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀，此類型干式除塵風(fēng)機應(yīng)用效果良好，不僅在節(jié)能減排方面提供了有利條件，具有較高的經(jīng)濟效益,而且緩解了井下惡劣工作環(huán)境，具有較好的社會效益，應(yīng)廣泛推廣至國內(nèi)各大礦井。